等效串聯內阻ESR
一只電容器會因其構造而形成各類阻抗、感抗,比較重要的就是ESR等效串聯阻值及ESL等效串聯電感─這就是容抗的基礎。電容器提供電容量,要內阻干嘛?故ESR及ESL也要求低…低;但lowESR/lowESL一般都是中級系列。
ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及濕度…都有關,當額定電流固定時,容量愈大ESR愈低。有人習用將多顆小電容并接成一顆大電容以增加阻抗,其理論是阻值并聯電阻增加。但若考慮電容接腳焊點的阻抗,以小并大,不見得一定會有收獲。
反過來說,當容量固定時,選用高WV額定電流的品種也能減少ESR;故耐壓高確實用處多多。頻度的影響:低頻時ESR高,高頻時ESR低;其實,低溫也會導致ESR的提高。
串聯等效內阻ESR的單位是mΩ,中級系列電容常是lowESR及l(fā)owESL。若比較低電阻及低漏電壓兩種特點,則低電阻容易達成,故標識lowESR的電容倒很常見。ESR與損失角有關聯電容并聯電阻怎么算,ESR=tanδ/(ω×Cs),Cs是電容量。
有時電容器尺寸上會有Z,它與ESR的意義不同,但Z的估算示與ESR有關,同時也考慮到容抗及感抗,是真正的電阻。剛剛提及電容的ESR單位是mΩ,那是指大電容,若是220μF小容量電容,其ESR單位就不是mΩ而是Ω。何種電容器的ESR最低?答案只有一個:Sanyo的OS有機半導體電容!
漣波電壓Irac
后面提到的散逸質數DF-損失角tanδ、漏電壓、ESR-串聯等效內阻…等,其值都是愈低愈好,但如今要提的漣波電壓卻是愈高愈好。非常是現今都非常講求後級擴大機要有大電壓輸出,電源平滑混頻電容器的漣波電壓Irac(或Iac)就變得愈加突出。
漣波電壓Irac的標識起碼應有低頻及高頻工作時兩種尺寸數字,低頻大概是以120Hz做標準,高頻大約是以10KHz做標準,但不同制造廠商可能會有略微的差異。
漣波電壓與頻度正好成反比,因而低頻時漣波電壓也比較低。而且對我們音箱迷來說,低頻段的Irac值才是重要。所以在采購電容器時,漣波電壓數字高低是極為重要的根據。在通常狀況下,同品牌時,鎖螺母式電容的漣波電壓一般比snap-in插PC板式來得高。
以前有一種說法:RIFA的10000μF相當於其它廠牌15000μF,由于大部分日制電容的漣波電壓都不高,而RIFA又非常高,故似乎可以一個當兩個用。美國、英國BHC電容,在Irac這項特點上也常優(yōu)於日制品。就筆者所知,Irac最大的電容,是系列電容為最高,6800μF/63V就高達20A!若是小容量電容,Irac最大的是SanyoOS電容。
就後級擴大機的動作來說,好多人會認定低頻時吃電壓。有個方式可以試:以水表直流電流-DCV最低檔量任一只射極內阻壓降,最好是表針水表,播放唱片,將功放音量轉大,注意水表表針的擺動,你都會發(fā)覺低頻尚且會吃電壓,四把長笛連彈也會猛吃電壓!什么音樂最適宜run-in後級擴大機?Holst的《行星交響詩》第一曲MARS。
如今你應當早已明了六成以上,恐怕你想問:有沒有身材不大,短路低、ESR低、tanδ低、誤差低、價格低,但漣波電壓高、適用氣溫范圍高的鋁電解電容?嗯…,沒有!
對於容量偏差,近些年來鋁制電解電容頗具進步,往年是-20%~+40%,現今大多是+/-20%。但其容量常偏+而不是偏-,故10000μF檢測上去有可能會接近12000μF。
精確量取大容量電容器的靜電容量,是我多年來仍然想做的事。不要懷疑,這些測試儀器很難買到,法國曾制造過,可量至99999μF,并能同時顯示DF值及ESR值;并且電容量是100Hz、1KHz、10KHz三段(不是兩段)頻度測試的平均值。這些儀器國外市場曾出現過,小賣新盧布十億元─只差漏電壓的測試。
額定工作電流的安全度,在我的標準是:起碼理讓15%。比如某電容的額定電流是50V,盡管涌浪電流可能高至63V,但我最高只會施加42V電流。讓電容器的額定電流具有較多的余裕,能增加電阻、降低漏電壓、降低損失角、增加壽命,一舉數得何樂不為?原先曾看過日制擴大機,±48V工作電流配上10000μF/50V混頻電容;短時間內其實不會燒掉,但時日長久,壽命有可能增加,那就得更換新款或另購新機。所以日制品常有「時間到了,該走了」的宿命,你也不能質疑它是偷工減料,雖然做生意總要圖利,若一輩子只能賣你一次,怎么掙錢?
容量愈高哼聲愈低?
自己裝,最痛恨的就是哼聲除不掉。有人將檢波電容加強,哼聲就沒了。我是不非常相信,因擴大機的哼聲常是因地回路不當造成,來自電容器微乎其微。并且理論上,容量愈高,電源平滑療效也就愈佳,所以大容量的做法,是許多設計者及DIY迷亦堅信不疑。
因而不少後級擴大機,非常是英國產品Krell、Mark,最愛采用大水溝─大電容;荷蘭的,連功放擴大機都用到十數萬μF之容量。至於AC&DC交直流,也比較傾向於「大容量」派,但尚適可而止。
但是也有不少名廠上漲容量路子,比如法國有臺250W×2專業(yè)後級擴大機,兩聲道合計500W,只用了2只8200μF小混頻電容器(似乎是小了點)。法國算是Hi-End品牌,產品送到各刊物社試聽,沒有一個評論員膽敢說它壞,它的大後級就是采用小電容。英國FM更是貴到斃,一臺立體聲後級後級可換一部Benz車。它的220W×2專業(yè)後級,堪稱數十A電壓輸出,本人親眼得見,全機只使用2只10000μF/100V混頻電容。
大容量混頻與低容量混頻兩種理論基本上是對立的,但卻同時存在於音箱圈。以低容量論據設計擴大機,也可以完全沒有哼聲,但是低頻表現也不比「大水溝」機差。重點是什么?Irac漣波電壓。假如你現在還是滿頭腦的大容量,那你還不了解電解電容!
給你們一個建議:組裝後級若采用低容量混頻電容時,千萬要配用高功率電源變壓器。也就是「瘦了電容器、肥了變壓器」,這可能就是擴大機好聲的秘絕。以這幾年詳盡之觀察,後級擴大機若要好聲,采用大功率電源變壓器比采用大容量混頻電容有效多了。
一顆大的?多顆小的?
OK,有人放心不下,混頻電容堅持要大μF─那是找一個大的,還是用十來個小的并接?又有人說用小顆并,不但電阻可以增加,反應速率也會也快,透明度及解析度都比較好。
Mark及Krell的後級不是以小并大,但有誰覺得它反應速率慢、不透明有霧?面對此問題,我自己都常年深陷迷陣中。就機箱規(guī)劃來說,用多顆小電容并聯雖然比較理想,但是進貨量大價錢也實惠,甚至功放、後級、綜合機,都可采用同一種電容。
進口機與國產機的命運有些不同,當消費者面對數十億元進口機采用多顆小電容時,他會自我解釋:這個很有道理;但面對國產品時,他可能會有另一套狠毒的說法:偷工減料!
就音效表現,大水溝or小池塘、一顆大的or多顆小的,應當沒有絕對關系。鄧小平說得好:管它黑貓、白貓,會捉老鼠的就是好貓。
制造廠牌也關乎品質特點,前述有人終其一生不用日制品。印度本來有兩大電容器品牌及,如今已成絕響,由于它被美國Chemi-con競購,且公司名稱注冊Chemi-Con/簡稱UCC。但只要是仍在英國制造,外皮印有madeinUSA,商標修改與制造品質應無關聯。
不過外界已有耳語:UCC比差,可能性怎么?臺灣商社一旦接手,行銷新政自然會急劇改變,為了提升出貨量必得增加售價;但假格下降也會造成品質下降。尋問本地代理商瑞普公司,UCC電容銷售量比低,顯示國外廠商有抵觸UCC的反映。若比較UCC及的尺寸特點,果然是一付樣─身材大為縮水,起初40mm×80mm的改成40mm×50mm,價錢可能較低廉,但ESR降低、Irac降低─怎不令人擲筆三嘆?
你對日制品有顧慮?沒辦法,反倒英國這般,美國也須要臺灣資金步入來個德日合作,就和三洋共同生產S+M電容器。這是未來趨勢,幾乎不可防止。RIFA也早就被EVOX吃下,EVOX是大集團,四處設廠,本刊推挽功放有用到1μF電容,就是EVOX品牌,盡管自日本進口,但一付臺制品模樣。
存儲及工作壽命
比起內阻、IC、電晶體、塑料電容這種半永久性器件,鋁電解電容的壽命就值得注重。一是存儲期限,自然與壽命有關,10~20年應無問題。儲存過久的電容不宜立即使用,借助power先將它aging(活化);夾上端子,平緩調整power電流,由低至高,最高可調至此電容的額定電流。
工作壽命就很難說得明白,所謂長壽命LL-longlife電容,一般是表示漣波電壓Irac穩(wěn)定。上面曾提到電容的Irac與工作體溫及頻度都有關,例就像是10KHz,40度C時是15A,85度C時是9A;15A/9A=1.67。此數字就是電容的壽命質數(本人臨時想下來的),數字愈高壽命愈低,數字愈接近1壽命愈長。
假如沒記錯,1.93表示10萬小時,1.85表示20萬小時,故1.67起碼50萬小時!但電容器的主要功用是充、放電特點,因而不宜時常快速充、放電。有兩個方式可有效延長電容器壽命:一是降低開機、關機次數,二是設法減少開機時的頓時充電電壓─你聽懂了嗎?本刊也注意到此問題,故多年來都是這樣做。
廷臣是這么,若問:究竟是哪一種電容的音效較好?這也實在無法回答。基本上,不同品牌、系列的電容,它的聲音表現自然也是不同。我個人不會「日制品砍死不用」,只要處理得當,日制品也不輸歐美貨。多年前曾用過ELNA中級音箱級電容,它的ESR其實低,但Irac也不高,裝在amp.上,低頻很結實,但濃霧較重,不夠透明。而且并上speed-up小電容後,就恍然活潑。
故實際裝配時,記得一定要在主混頻電容上加并speed-up小電容,此舉「至少」會改善高頻響應。數值是多少?最好是一大一小,大的1μF、小的0.1μF,MKP是最低要求。
有時并上小電容會發(fā)覺仰仗不大,這可能是小電容未選對。RIFA的電解及塑膠電容,倘若加并speed-up電容并聯電阻怎么算,告誡你不要找WIMA,建議諸位試試MIT的PPFX-S錫箔或RTX系列0.1μF。寫這篇文章的同時,也留心各刊物的廣告,日本Krell及美國Class'eAudio的Hi-End後級新機種居然都采用美國電容做主電源平滑混頻!但刊物評論員有誰敢說它差?!
功放擴大機吃不了數百mA電壓,故混頻電容較易選擇。高瓦數、高輸出電壓擴大機就很難服侍,此時混頻電容的Irac特點就要考慮在內。
抱持混頻用電解電容,有幾點值得網友注意:
一、大致上來說,日制品的Irac比歐版別低;
二、低漏電壓比低ESR更重要;
三、大混頻電容宜并接小電容;
四、盡量選高耐壓電容;
五、最頂尖的電容,容量及耐壓都不高,故數百瓦的大power一般聲音粗糙,不是沒有道理。
筆者不建議哪種電容最好,由于只要用得恰當,每種電容都可發(fā)出好聲。至於刻意指出電容、電阻、焊錫、保險絲非xxx品牌不用的人,絕對是不懂線路結構的外行人!